关于组织2025年三峡大学中国大学生机械工程创新创意大赛“数字孪生类”赛项校内选拔赛的通知

各学院、全体师生：

中国大学生机械工程创新大赛由中国机械工程学会主办，是面向全国高校机械工程领域及工学、理学、医学、管理学等门类相关专业大学生开展的一项公益性竞赛活动。自2019年起，大赛连续列入《全国普通高校大学生竞赛分析报告》竞赛目录。为更好地促进人才培养模式的改革，探索“以赛促建、以赛促教、以赛促学、赛学结合”的人才培养新模式。经研究，决定启动“2025年三峡大学中国大学生机械工程创新创意大赛-机械产品数字化设计赛-数字孪生类”校内选拔赛。现将有关事项通知如下：

一、参赛对象

本校在读本科生，每个团队学生人数不得多于 3 人、指导教师不多于 2 人。

二、竞赛主题、设计要求与评分标准

1、赛项介绍

选题背景: 在低空保障、低空服务实践中，空中作业平台或机器人系统，已经成主要发展方向。针对其中的核心零部件，进行制造工艺的优化设计，通过数字孪生技术，有利于提升产品设计的可制造性，制造系统设计的经济性和生产流程设计的合理性，从而为低空经济中的空中作业平台或机器人系统设计提供制造实现的可行性验证，为进一步优化设计提供制造技术支持。

内容说明：针对服务于低空经济的空中作业平台或机器人产品中的四类关键零部件的小批量混流生产制造，用图1所示智能制造数字孪生系统，通过需求分析，针对提供的智能制造工艺装备和系统组成，自行设计典型零件的制造工艺过程卡，并将过程卡中的数控加工部分编制工序卡方案，设计合理的工步内容和工艺参数，选择合适的刀具并编制刀具卡；通过 CAM 软件编制数控加工程序，在数字孪生软件中完成数控加工仿真；进行资源调度和生产排产设计，获得优化的一个最短生产周期的排产计划，设计工艺流程图和生产流程控制逻辑框图；进行数字孪生机床加工仿真调试、机器人上下料示教编程调试、AGV 物料配送 PLC 编程调试，物联网通讯设置和系统总体联调。实现多品种小批量产品的混流智能制造。（竞赛所需数字孪生调试软件由执委会统一免费提供）。

图 1 数字孪生场景和调试平台

2、设计方案与调试要求

（1）需求与现场：应充分分析任务书中产品结构与精度要求、生产数量和交货期要求，明确所要完成任务的技术难度、经济性和生产效率。结合所给生产现场装备条件、制造系统组成，分析完成任务可能性和主要采取的生产控制方法和措施。

（2）工艺实现：①实现零件结构成形和精度要求的工艺装备分析。包括原材料、毛坯、定位装夹、刀具是否满足要求；②实现加工编程和仿真的软件；③物料配送、上下料等装备和夹具是否完备。

（3）系统要求：①所有装备的物联网系统特点、通讯接口等为常用或已知；②总控系统组成和主要控制器的功能和编程方法已知；③已经能够熟练操作与使用数字孪生制造软件。

（4）创新与优化：①通过各种创新算法或人工智能技术获得在生产效率最高条件下的排产方案；②能够进行工艺优化和排产方案优化；③能够通过 PLC 编制优化生产过程逻辑控制程序，设计 HMI 界面，实现生产过程控制与管理。

（5）工程实践：①能够操作数控机床，实现工件和刀具安装、对刀和程序导入及开机加工；②能够操作工业机器人进行机床上下料示教编程；③能够操作 AGV 配送物料；④能够使用 PLC 进行物联网通信组态连接和逻辑控制编程；⑤能够用有关软件设计 HMI 人机界面实现生产过程控制和数据可视化管理。

3、评分标准

（1）工艺设计说明书及动画（40分）：①产品制造工艺设计的合理性，占 12 分；②加工编程仿真与工艺设计的一致性（CAM编程文档和录频、数字孪生软件数控加工仿真文档和录频），占 5 分；③生产排产方案设计，占 8 分；④排产算法的创新性，占 5 分。

（2）数字孪生系统调试运行（60分）：①系统运行调试完成度，占 20 分；②生产结果与优化排产设计的吻合度（实际生产效率、实际设备利用率、设备均衡、运行时长、设备工时费与设计数据的一致性），占30 分；③团队合作，占 10 分。

三、作品提交要求

参赛团队自接到本届赛项通知后，即可按竞赛内容的要求进行准备，最终完成三维作品的设计，并按以下要求提交参赛作品。

1、参赛报名表：参赛作品报名表包括电子文档（Word 版本）1 份。

2、工艺设计说明文档：根据任务书中产品结构与精度要求、生产数量和交货期要求，以及所提供的数字孪生调试软件，进行需求分析，设计零件的制造工艺过程卡、数控加工工序卡和刀具卡、数控加工 CAM 编程与仿真过程。设计生产计划和在生产效率最高条件下的排产方案，优化工艺和排产；编制一个周期的生产流程图与逻辑框图以及物料配送逻辑框图。

工艺设计说明书要求提供 WORD 版本和 PDF 版本电子文档各1份，内容由各参赛队自行准备，无固定模板要求。Word版本电子文档统一格式要求为：正文为 5 号宋体，行距 1.5 倍，A4幅面，页边距上下 2.54cm、左右 3.17cm。

3、动画：①将 CAM 编程过程进行录屏。应包括模型导入、工件坐标系设置、毛坯设置、刀具设置、工步内容及参数设置；注意与工艺文件保持一致，刀路模拟、后置处理和程序文件生成等内容；②将所获数控加工程序导入数字孪生调试软件，进行数控加工仿真，并进行录屏。应包括程序导入、工件安装、刀具安装、对刀、运行程序加工和产品加工过程和最后产品的三维图；③每个录屏文件时间不超过 3 分钟，文件格式为 wmv、avi、mp4 等通用格式，分辨率为 1920×1080，在常用的视频播放软件（如风雷影音、QQ 影音等）下可以流畅播放，文件容量在 100MB 之内。

4、其他要求：①提倡跨专业合作，建议参赛队伍根据实际设计需求进行跨专业组队；②鼓励使用多种优化设计方法对项目进行优化设计。

四、报名方式和时间

1、以组队方式报名参赛，不接受个人形式报名。每队由1名队长、2名队员组成。各队可自主联系1-2名指导老师。

2、各参赛队填写报名简表（文件名格式为“数字孪生类+队长姓名+2025数字化”），发送至赛事联络人邮箱：1422613062@qq.com。报名简表见附件1。

3、报名截止时间：4月30日前；校内选拔赛时间：5月10日-5月31日。

五、其他说明

1、请参赛同学加入三峡大学数字化创新创意大赛通知群（群号885875038），进群申请，请备注姓名+专业。

2、赛事联络人：

孟荣华老师（电话：13487210462，QQ：89324438）

朱颖颖老师（电话：13032733353，QQ：1422613062）

邓  月老师（电话：18223289110，QQ：770933728）。

3、各学院要高度重视数字化创新创意大赛的作品选拔工作，积极推荐本科生参加，为2025年我校数字化创新创意大赛取得更好成绩打下基础。